Глава 3. Модели безопасности

3.1. Понятие и назначение модели безопасности

Основную роль в методе формальной разработки системы играет так называемая

модель безопасности (модель управления доступом, модель политики безопасности). Це-

лью этой модели является выражение сути требований по безопасности к данной системе. Она определяет потоки информации, разрешенные в системе, и правила управления доступом к информации.

Модель позволяет провести анализ свойств системы, но не накладывает ограничений на реализацию тех или иных механизмов защиты. Так как она является формальной, возможно осуществить доказательство различных свойств безопасности системы.

Хорошая модель безопасности обладает свойствами абстрактности, простоты и адекватности моделируемой системе.

Основные понятия, используемые в моделях разграничения доступа, приведены в руководящем документе Государственной технической комиссии при Президенте РФ «Защита от несанкционированного доступа к информации»:

Доступ к информации — ознакомление с информацией, ее обработка, в частности, копирование, модификация или уничтожение информации

Объект доступа — единица информационного ресурса автоматизированной системы, доступ к которой регламентируется правилами разграничения доступа

Субъект доступа — лицо или процесс, действия которого регламентируются правилами разграничения доступа.

Правила разграничения доступа — совокупность правил, регламентирующих права доступа субъектов доступа к объектам доступа

3.2.Модель дискреционного доступа (DAC)

Врамках дискреционной модели контролируется доступ субъектов (пользователей или приложений) к объектам (представляющим собой различные информационные ресурсы: файлы, приложения, устройства вывода и т.д.).

Для каждого объекта существует субъект-владелец, который сам определяет тех, кто имеет доступ к объекту, а также разрешенные операции доступа. Основными операциями доступа являются READ (чтение), WRITE (запись) и EXECUTE (выполнение, имеет смысл только для программ). Таким образом, в модели дискреционного доступа для каждой пары субъект-объект устанавливается набор разрешенных операций доступа.

При запросе доступа к объекту, система ищет субъекта в списке прав доступа объекта и разрешает доступ если субъект присутствует в списке и разрешенный тип доступа включает требуемый тип. Иначе доступ не предоставляется.

Классическая система дискреционного контроля доступа является «закрытой» в том смысле, что изначально объект не доступен никому, и в списке прав доступа описывается набор разрешений. Также существуют «открытые» системы, в которых по умолчанию все имеют полный доступ к объектам, а в списке доступа описывается набор ограничений.

Такая модель реализована в операционных системах Windows (см. рис. 1) и Linux.

В частности, в Linux для каждого файла (все ресурсы в ОС Linux представимы в виде файлов, в том числе устройства ввода-вывода) устанавливаются разрешения доступа для трех категорий субъектов: владелец файла, члены той же группы, что и владелец, и все остальные пользователи. Для каждой из этих категорий устанавливаются права на чтение (r), запись (w) и выполнение (x). Набор прав доступа объекта может быть представлен в виде символьной строки. Например, запись «rwxr-xr--» означает, что владелец файла может делать с ним все, что угодно; члены его группы могут читать и исполнять файл, но не могут записывать, а прочим пользователям доступно только чтение.

Рис. 1. Дискреционная модель доступа в Windows Vista.

Недостаток модели DAC заключается в том, что субъект, имеющий право на чтение информации может передать ее другим субъектам, которые этого права не имеют, без уведомления владельца объекта. Таким образом, нет гарантии, что информация не станет доступна субъектам, не имеющим к ней доступа. Кроме того, не во всех АИС каждому объекту можно назначить владельца (во многих случаях данные принадлежат не отдельным субъектам, а всей системе).

3.3. Модель безопасности Белла—ЛаПадулы

Одна из наиболее известных моделей безопасности — модель Белла-ЛаПадулы (модель мандатного управления доступом). В ней определено множество понятий, связанных с контролем доступа; даются определения субъекта, объекта и операции доступа, а также математический аппарат для их описания. Эта модель в основном известна двумя основными правилами безопасности: одно относится к чтению, а другое – к записи данных.

Пусть в системе имеются данные (файлы) двух видов: секретные и несекретные, а пользователи этой системы также относятся к двум категориям: с уровнем допуска к несекретным данным (несекретные) и с уровнем допуска к секретным данным (секретные).

1.Свойство простой безопасности: несекретный пользователь (или процесс, запущенный от его имени) не может читать данные из секретного файла.

2.*-свойство: пользователь с уровнем доступа к секретным данным не может за-

писывать данные в несекретный файл. Это правило менее очевидно, но не менее важно. Действительно, если пользователь с уровнем доступа к секретным данным скопирует эти данные в обычный файл (по ошибке или злому умыслу), они станут доступны любому «несекретному» пользователю. Кроме того, в системе могут быть установлены ограничения на операции с секретными файлами (например, запрет копировать эти файлы на другой компьютер, отправлять их по электронной почте и т.д.). Второе правило безопасности гарантирует, что эти файлы (или даже просто содержащиеся в них данные) никогда не станут несекретными и не «обойдут» эти ограничения. Таким образом, вирус, например, не сможет похитить конфиденциальные данные.

Рис. 2. Модель безопасности Белла-ЛаПадулы.

Рассмотренные правила легко распространить на случай, когда в системе необходимо иметь более двух уровней доступа — например, различаются несекретные, конфиденциальные, секретные и совершенно секретные данные. Тогда пользователь с уровнем допуска к секретным данным может читать несекретные, конфиденциальные и секретные документы, а создавать — только секретные и совершенно секретные.

Общее правило звучит так: пользователи могут читать только документы, уровень секретности которых не превышает их допуска, и не могут создавать документы ниже уровня своего допуска. То есть теоретически пользователи могут создавать документы, прочесть которые они не имеют права.

Модель Белла-ЛаПадулы стала первой значительной моделью политики безопасности, применимой для компьютеров, и до сих пор в измененном виде применяется в военной отрасли. Модель полностью формализована математически. Основной упор в модели делается на конфиденциальность, но кроме неё фактически больше ничего не представлено. Кроме того, в модели игнорируется проблема изменения классификации: предполагается, что все сведения относятся к соответствующему уровню секретности, который остается неизменным. Наконец, бывают случаи, когда пользователи должны работать с данными, которые они не имеют права увидеть. «Сведения о том, что самолет несет груз из некоторого количества бомб, возможно, имеют более высокий уровень секретности, чем уровень доступа диспетчера, но диспетчеру тем не менее необходимо знать вес груза.» [1]

3.4. Ролевая модель контроля доступа (RBAC)

Ролевой метод управления доступом контролирует доступ пользователей к информации на основе типов их активностей в системе (ролей). Под ролью понимается совокупность действий и обязанностей, связанных с определенным видом деятельности. Примеры ролей: администратор базы данных, менеджер, начальник отдела.

В ролевой модели с каждым объектом сопоставлен набор разрешенных операций доступа для каждой роли (а не для каждого пользователя). В свою очередь, каждому пользователю сопоставлены роли, которые он может выполнять. В некоторых системах пользователю разрешается выполнять несколько ролей одновременно, в других есть ограничение на одну или несколько не противоречащих друг другу ролей в каждый момент времени.

Для формального определения модели RBAC используются следующие соглашения: S = субъект — человек или автоматизированный агент.

R = роль — рабочая функция или название, определяется на уровне авторизации. P = разрешения — утверждения режима доступа к ресурсу.

SE = cессия — Соответствие между S, R и/или P.

SA = назначение субъекта (Subject Assignment). SA S × R. При этом субъекты назначаются связям ролей и субъектов в отношении «многие ко многим» (один субъект может иметь несколько ролей, а одну роля могут иметь несколько субъектов).

PA = назначение разрешения (Permission Assignment). PA P × R. При этом разрешения назначаются связям ролей в отношении «многие ко многим».

RH = частично упорядоченная иерархия ролей (Role Hierarchy). PH R × R.

На возможность наследования разрешений от противоположных ролей накладывается ограничительная норма, которая позволяет достичь надлежащего разделения режимов. Например, одному и тому же лицу может быть не позволено создать учетную запись для кого-то, а затем авторизоваться под этой учетной записью.

Рис. 3. Схема ролевой модели контроля доступа (RBAC)

Основные достоинства ролевой модели:

1.Простота администрирования. В отличие от модели DAC нет необходимости прописывать разрешения для каждой пары «объект-пользователь». Вместо этого прописываются разрешения для пар «объект-роль» и определяются роли каждого пользователя. При изменении области ответственности пользователя, у него просто изменяются роли. Иерархия ролей (когда роль наряду со своими собственными привилегиями может наследовать привилегии других ролей) также упрощает процесс администрирования.

2.Принцип наименьшей привилегии. Ролевая модель позволяет пользователю регистрироваться в системе ролью, минимально необходимой для выполнения требуемых за-